目录：
1、中断号
2、获取中断号
3、实现中断处理
4、中断编程—实现字符设备驱动框架
5、驱动实现将硬件数据传递给数据
6、示例
1、中断号
中断号是系统分配给每个中断源的代号，以便识别和处理。在采用向量中断方式的中断系统中，CPU必须通过它才可以找到中断服务程序的入口地址，实现程序的转移。
在ARM裸机中实现中断需要配置：
1 I/O口为中断模式，触发方式，I/O口中断使能
2 设置GIC中断使能，分发配置，分发总使能，CPU外部中断接口使能，中断优先级
在linux内核中实现中断，只需要知道：
1 中断号是什么，怎么得到中断号
2 中断处理方法
2、获取中断号的方法：
1）宏定义
在没有设备树的内核中，中断号定义为宏，IRQ_EINT
2）设备树文件中
arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts
1）看原理图，芯片手册找到中断源对应的中断号SPI Port No
2）进入设备树，在arch/arm/boot/dts/exynos4x12-pinctrl.dtsi中
1 gpx1: gpx1 {
2 gpio-controller;
3 #gpio-cells = <2>;
4
5 interrupt-controller; //中断控制器
6 interrupt-parent = <&gic>; //继承于gic
7 interrupts = <0 24 0>, <0 25 0>, <0 26 0>, <0 27 0>,
8 <0 28 0>, <0 29 0>, <0 30 0>, <0 31 0>;
9 #interrupt-cells = <2>; //子继承的interrupts的长度
10 };
括号中的24、 25等对应于SPI Port No，以上是系统中已经定义好的节点
在编程中，需要定义自己的节点，用来描述按键，打开可编辑的设备树文件：
arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts，进入文件。
3）定义节点，描述当前设备用的中断号
1 key_int_node{
2 compatible = "test_key";
3 interrupt-parent = <&gpx1>; //继承于gpx1
4 interrupts = <2 4>; //2表示第几个中断号，4表示触发方式为下降沿
5 }; //interrupts里长度由父母的-cell决定
再举个栗子，设置k4 --- GPX3_2(XEINT26) 的节点，中断号
1 key_int_node{
2 compatible = "test_key";
3 interrupt-parent = <&gpx3>; //继承于gpx3
4 interrupts = <2 4>; //2表示第2个中断号，4表示触发方式为下降沿
5 };
中断号的定位方法：
看I/O引脚，GPX1_2，中断号就是GPX1里面的第2个
4）编译设备树：make dtbs
更新设备树文件： cp -raf arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dtb /tftpboot/
查看定义的节点：在根目录的 proc/device-tree/目录下
3、实现中断处理方法
在驱动中通过代码获取到中断号，并且申请中断
先看一下中断相关的函数：
1 a,获取到中断号码：
2 int get_irqno_from_node(void)
3 {
4 // 获取到设备树中的节点
5 struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node");
6 if(np){
7 printk("find node ok\n");
8 }else{
9 printk("find node failed\n");
10 }
11
12 // 通过节点去获取到中断号码
13 int irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
14 printk("irqno = %d\n", irqno);
15
16 return irqno;
17 }
18 b，申请中断
19 int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long flags, const char * name, void * dev)
20 参数1： irq 设备对应的中断号
21 参数2： handler 中断的处理函数
22 typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *);
23 参数3：flags 触发方式
24 #define IRQF_TRIGGER_NONE 0x00000000 //内部控制器触发中断的时候的标志
25 #define IRQF_TRIGGER_RISING 0x00000001 //上升沿
26 #define IRQF_TRIGGER_FALLING 0x00000002 //下降沿
27 #define IRQF_TRIGGER_HIGH 0x00000004 // 高点平
28 #define IRQF_TRIGGER_LOW 0x00000008 //低电平触发
29 参数4：name 中断的描述，自定义,主要是给用户查看的
30 /proc/interrupts
31 参数5：dev 传递给参数2中函数指针的值
32 返回值： 正确为0，错误非0
33
34
35 参数2的赋值：即中断处理函数
36 irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
37 {
38 return IRQ_HANDLED;
39 }
43
44 c, 释放中断：
45 void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)
46 参数1： 设备对应的中断号
47 参数2：与request_irq中第5个参数保持一致
代码实现获取中断号，并注册中断，按下按键引发中断，打印信息
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #include
9 #include
10 #include
11
12 int irqno; //中断号
13
14
15 irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
16 {
17 printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
18 return IRQ_HANDLED;
19 }
20
21
22 //获取中断号
23 int get_irqno_from_node(void)
24 {
25 //获取设备树中的节点
26 struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node");
27 if(np){
28 printk("find node success\n");
29 }else{
30 printk("find node failed\n");
31 }
32
33 //通过节点去获取中断号
34 int irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
35 printk("iqrno = %d",irqno);
36
37 return irqno;
38 }
39
40
41
42 static int __init key_drv_init(void)
43 {
44 //演示如何获取到中断号
45 int ret;
46
47 irqno = get_irqno_from_node();
48
49 ret = request_irq(irqno, key_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
50 "key3_eint10", NULL);
51 if(ret != 0)
52 {
53 printk("request_irq error\n");
54 return ret;
55 }
56
57 return 0;
58 }
59
60 static void __exit key_drv_exit(void)
61 {
62 free_irq(irqno, NULL); //free_irq与request_irq的最后一个参数一致
63 }
64
65
66
67 module_init(key_drv_init);
68 module_exit(key_drv_exit);
69
70 MODULE_LICENSE("GPL");
key_drv.c
测试效果：
按键按下，打印信息，但出现了按键抖动
cat /proc/interrupt
4、 中断编程 --- 字符设备驱动框架
1 // 1，设定一个全局的设备对象
2 key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc), GFP_KERNEL);
3
4 // 2,申请主设备号
5 key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops);
6
7 // 3,创建设备节点文件
8 key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_cls");
9 key_dev->dev = device_create(key_dev->cls, NULL, MKDEV(key_dev->dev_major,0), NULL, "key0");
10
11 // 4,硬件初始化：
12 a.地址映射
13 b.中断申请
5、驱动实现将硬件所产生的数据传递给用户
1）硬件如何获取数据
key： 按下和抬起： 1/0
读取key对应的gpio的状态，可以判断按下还是抬起
读取key对应gpio的寄存器--数据寄存器
//读取数据寄存器
int value = readl(key_dev->reg_base + 4) & (1<<2);
2）驱动传递数据给用户
在中断处理中填充数据：
key_dev->event.code = KEY_ENTER;
key_dev->event.value = 0;
在xxx_read中奖数据传递给用户
ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event, count);
3）用户获取数据
while(1)
{
read(fd, &event, sizeof(struct key_event));
if(event.code == KEY_ENTER)
{
if(event.value)
{
printf("APP__ key enter pressed\n");
}else{
printf("APP__ key enter up\n");
}
}
}
6、示例：
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #include
9 #include
10 #include
11 #include
12 #include
13 #include
14
15
16 #define GPXCON_REG 0X11000C20 //不可以从数据寄存器开始映射，要配置寄存器
17 #define KEY_ENTER 28
18
19 //0、设计一个描述按键的数据的对象
20 struct key_event{
21 int code; //按键类型：home，esc,enter
22 int value; //表状态，按下，松开
23 };
24
25 //1、设计一个全局对象——— 描述key的信息
26 struct key_desc{
27 unsigned int dev_major;
28 int irqno; //中断号
29 struct class *cls;
30 struct device *dev;
31 void *reg_base;
32 struct key_event event;
33 };
34
35 struct key_desc *key_dev;
36
37
38 irqreturn_t key_irq_handler(int irqno, void *devid)
39 {
40 printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
41
42 int value;
43 //读取按键状态
44 value = readl(key_dev->reg_base + 4) & (0x01<<2);
45
46 if(value){
47 printk("key3 up\n");
48 key_dev->event.code = KEY_ENTER;
49 key_dev->event.value = 0;
50 }else{
51 printk("key3 down\n");
52 key_dev->event.code = KEY_ENTER;
53 key_dev->event.value = 1;
54 }
55 return IRQ_HANDLED;
56 }
57
58
59 //获取中断号
60 int get_irqno_from_node(void)
61 {
62 int irqno;
63 //获取设备树中的节点
64 struct device_node *np = of_find_node_by_path("/key_int_node");
65 if(np){
66 printk("find node success\n");
67 }else{
68 printk("find node failed\n");
69 }
70
71 //通过节点去获取中断号
72 irqno = irq_of_parse_and_map(np, 0);
73 printk("iqrno = %d",key_dev->irqno);
74
75 return irqno;
76 }
77
78 ssize_t key_drv_read (struct file * filp, char __user * buf, size_t count, loff_t * fops)
79 {
80 //printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
81 int ret;
82 ret = copy_to_user(buf, &key_dev->event, count);
83 if(ret > 0)
84 {
85 printk("copy_to_user error\n");
86 return -EFAULT;
87 }
88
89 //传递给用户数据后，将数据清除,否则APP每次读都是第一次的数据
90 memset(&key_dev->event, 0, sizeof(key_dev->event));
91 return count;
92 }
93
94 ssize_t key_drv_write (struct file *filp, const char __user * buf, size_t count, loff_t * fops)
95 {
96 printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
97 return 0;
98 }
99
100 int key_drv_open (struct inode * inode, struct file *filp)
101 {
102 printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
103 return 0;
104 }
105
106 int key_drv_close (struct inode *inode, struct file *filp)
107 {
108 printk("----------%s---------",__FUNCTION__);
109 return 0;
110 }
111
112
113 const struct file_operations key_fops = {
114 .open = key_drv_open,
115 .read = key_drv_read,
116 .write = key_drv_write,
117 .release = key_drv_close,
118
119 };
120
121
122
123 static int __init key_drv_init(void)
124 {
125 //演示如何获取到中断号
126 int ret;
127
128 //1、设定全局设备对象并分配空间
129 key_dev = kzalloc(sizeof(struct key_desc), GFP_KERNEL); //GFP_KERNEL表正常分配内存
130 //kzalloc相比于kmalloc，不仅分配连续空间，还会将内存初始化清零
131
132 //2、动态申请设备号
133 key_dev->dev_major = register_chrdev(0, "key_drv", &key_fops);
134
135 //3、创建设备节点文件
136 key_dev->cls = class_create(THIS_MODULE, "key_cls");
137 key_dev->dev = device_create(key_dev->cls, NULL, MKDEV(key_dev->dev_major, 0), NULL, "key0");
138
139 //4、硬件初始化 -- 地址映射或中断申请
140
141 key_dev->reg_base = ioremap(GPXCON_REG,8);
142
143 key_dev->irqno = get_irqno_from_node();
144
145 ret = request_irq(key_dev->irqno, key_irq_handler, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
146 "key3_eint10", NULL);
147 if(ret != 0)
148 {
149 printk("request_irq error\n");
150 return ret;
151 }
152
153 //a. 硬件如何获取数据
154
155
156
157 return 0;
158 }
159
160 static void __exit key_drv_exit(void)
161 {
162 iounmap(GPXCON_REG);
163 free_irq(key_dev->irqno, NULL); //free_irq与request_irq的最后一个参数一致
164 device_destroy(key_dev->cls, MKDEV(key_dev->dev_major, 0));
165 class_destroy(key_dev->cls);
166 unregister_chrdev(key_dev->dev_major, "key_drv");
167 kfree(key_dev);
168 }
169
170
171
172 module_init(key_drv_init);
173 module_exit(key_drv_exit);
174
175 MODULE_LICENSE("GPL");
key_drv.c
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8
9
10 #define KEY_ENTER 28
11
12 //0、设计一个描述按键的数据的对象
13 struct key_event{
14 int code; //按键类型：home，esc,enter
15 int value; //表状态，按下，松开
16 };
17
18
19 int main(int argc, char *argv[])
20 {
21 struct key_event event;
22 int fd;
23 fd = open("/dev/key0", O_RDWR);
24 if(fd < 0)
25 {
26 perror("open");
27 exit(1);
28 }
29
30 while(1)
31 {
32 read(fd, &event, sizeof(struct key_event));
33
34 if(event.code == KEY_ENTER)
35 {
36 if(event.value)
37 {
38 printf("APP__ key enter down\n");
39 }else{
40
41 printf("APP__ key enter up\n");
42 }
43 }
44 }
45
46 close(fd);
47
48 return 0;
49 }
key_test.c
1 ROOTFS_DIR = /home/linux/source/rootfs#根文件系统路径
2
3 APP_NAME = key_test
4 MODULE_NAME = key_drv
5
6 CROSS_COMPILE = /home/linux/toolchains/gcc-4.6.4/bin/arm-none-linux-gnueabi-
7 CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
8
9 ifeq ($(KERNELRELEASE),)
10
11 KERNEL_DIR = /home/linux/kernel/linux-3.14-fs4412 #编译过的内核源码的路径
12 CUR_DIR = $(shell pwd) #当前路径
13
14 all:
15 make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) modules #把当前路径编成modules
16 $(CC) $(APP_NAME).c -o $(APP_NAME)
17 @#make -C 进入到内核路径
18 @#M 指定当前路径（模块位置）
19
20 clean:
21 make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) clean
22
23 install:
24 sudo cp -raf *.ko $(APP_NAME) $(ROOTFS_DIR)/drv_module #把当前的所有.ko文件考到根文件系统的drv_module目录
25
26 else
27
28 obj-m += $(MODULE_NAME).o #指定内核要把哪个文件编译成ko
29
30 endif
Makefile
执行用户程序，按下按键可以看到信息
退出用户程序，按下按键，也会打印相应信息。
查看设备与中断节点信息：
再看下CPU情况：
可以看到key_test应用程序占了很高的CPU，什么原因呢？
在应用程序中，是通过while循环，一直read内核的信息，当有按键中断发生的时候，就会对key_event赋值，在while循环里判断，进而打印出来，这样在用户空间与内核空间一直来回切换，一直read会十分消耗CPU资源。
解决思路：当有中断发生时，才来调用read，没有数据产生，跳出进程调度，进程休眠。
接下来学习IO模型，来解决这个问题。